生物組織中的光傳輸及光源定位研究.pdf

1、生物組織中光傳輸及光學定位問題的研究是組織光學重要的研究內容，對疾病的診斷和治療有著重要的理論和實際意義。本論文以實現生物發(fā)光光源定位為核心內容，主要工作包括組織光學物理模型的建立、光子與生物組織相互作用的數學描述、組織光學特性參數的獲取、等距測量法的提出與仿真、實驗設計與對比分析等。具體來說，本論文的主要內容包括以下方面：
　　第一，簡要介紹Monte Carlo方法的原理，通過Monte Carlo方法模擬研究光在組織內部的分

2、布。運用Matlab軟件對Monte Carlo模擬的結果進行二維圖像重建，重建圖像可以直觀看出組織內部的光場分布，根據光強與相對距離之間的變化關系來分析光在組織中的傳播趨勢。用Monte Carlo方法得到的數值結果已經成為比較組織光學各種解析理論的精確性的一種非實驗標準，這就為驗證下面的漫射理論的正確性提供對比。
　　第二，從光的傳輸理論出發(fā)，在漫射近似下獲得了生物組織內光傳輸的漫射近似方程，并且對無限細光束垂直入射到半無限大

3、和無限大組織的漫射近似方程進行求解，最后獲得組織內漫射光分布的解析表達式。為了驗證漫射理論的準確性，通過Matlab仿真將漫射方程的解析解與相應條件下的Monte Carlo方法的結果來進行對比驗證。漫射近似方程的解析解為下一節(jié)等距測量法的提出奠定理論基礎。
　　第三，針對光學組織特性參數難于精確獲取的缺點，根據漫射近似理論提出了組織內部光源定位的等距測量法。通過計算機仿真與理論值進行對比來驗證算法的正確性，然后根據定位算法設計相